(57)【要約】【課題】複数の無線通信方式に対応し、厚さを必要とせず、小さいアンテナ面積にて高いアンテナ性能を確保することができるアンテナ装置を提供すること。【解決手段】第２のアンテナ素子１２は、第１のアンテナ素子１１よりも所定の長さだけ短く、第１のアンテナ素子１１と直交して配置されており、第１・第２のアンテナ素子１１・１２を囲むように配置されたループ形状の第３のアンテナ素子１５を備えており、第４のアンテナ素子１８、１９は、第３のアンテナ素子１５に沿って配置されており、第１・第２のアンテナ素子１１・１２とで構成される第１のアンテナが、第１のアンテナ素子１１の素子長の略２倍の波長に対応する第１の周波数帯で動作し、第４のアンテナ素子１６、１７で第２のアンテナを構成し、第３のアンテナ素子１５は、その内側の周囲長が第１の周波数帯の略２波長、外側の周囲長が第２の周波数帯の略１波長に形成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の誘電体上に設けられた導電性の材料からなる第１から第４のアンテナ素子を備えているアンテナ装置において、
前記第１、第２および第４のアンテナ素子はその端部に給電端子を備えており、
前記第２のアンテナ素子は、前記第１のアンテナ素子よりも所定の長さだけ短く、前記第１のアンテナ素子の長手方向と直交して配置されており、
前記第３のアンテナ素子は、第１のアンテナ素子および第２のアンテナ素子を囲むように、これらと所定の間隔を隔てて配置されたループ形状のものであり、
前記第４のアンテナ素子は、前記第３のアンテナ素子の外周と所定の間隔を隔て、かつ、外周に沿って配置されており、
前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子により構成される第１のアンテナが第１の周波数帯で動作し、
前記第４のアンテナ素子により構成される第２のアンテナが第２の周波数帯で動作し、
前記第３のアンテナ素子は、その内側の周囲長が前記第１の周波数帯の略２波長であり、外側の周囲長が前記第２の周波数帯の略１波長に形成されていることを特徴とするアンテナ装置。
【請求項２】
前記第４のアンテナ素子は、その素子長が前記第２の周波数帯の略１／４波長である直交して配置されている２つのアンテナ素子により構成されていることを特徴とする請求項１に記載のアンテナ装置。
【請求項３】
前記第１のアンテナ素子の素子長は、前記第１の周波数帯の略半波長であり、前記第１のアンテナは円偏波用アンテナであることを特徴とする請求項２記載のアンテナ装置。
【請求項４】
前記第１〜第４のアンテナ素子を光透過率８０％以上の透明導電材を用いて構成したことを特徴とする請求項３記載のアンテナ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複数の無線通信方式に対応し、電波を送信、或いは受信する車両の窓ガラスに搭載されるアンテナ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両には，様々な無線通信システム（例えば、セルラー、ＡＭ／ＦＭ放送、地上デジタル放送（地デジ）、ＧＰＳ、ＶＩＣＳ（登録商標），ＥＴＣなど）が搭載され、それらの通信に対応した数多くのアンテナが必要となっている。従来、車両のダッシュボードに配置されていたＧＰＳやＥＴＣなどの円偏波用のマイクロストリップアンテナは、近年、平面アンテナとして、フロントの窓ガラスに貼付して配置され、加えて、地デジ用アンテナもフロントの窓ガラスに貼付して配置される。
【０００３】
このような従来のフロント窓ガラスに搭載される平面構成の円偏波用のアンテナ装置として、誘電体基板表面に第１の素子及び第２の素子を備え、第１の素子及び第２の素子は互いに直交するＶ字状に設けられたスロットであり、第１の素子及び第２の素子のうち一方の長さは、他方の長さよりも長いことを特徴とするものが知られている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、従来の別のフロント窓ガラスに搭載される円偏波用のアンテナ装置として、誘電体基板の一主面状に形成された略正方形の放射素子であって、一方の対角方向において対向する２個のコーナー部が切り込まれた切込み部を有する放射素子と、中央部に正方形の開口部を有し、外形が正方形であるアース導体とを備え、放射素子は、アース導体の開口部内に、アース導体に対し所定幅のギャップを設けて配置されているものが知られている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
また、従来の複数の無線通信方式に対応するアンテナ装置として、ループアンテナからなる第１アンテナ（地デジ用）と、第１アンテナに重ならないように配置された第２アンテナ（ＧＰＳ用）とを備え、第１、第２アンテナは各２つの給電端子を有しており、第１アンテナの一方の給電端子と第２アンテナの一方の給電端子とが１つの共通給電端子として構成されており、第２アンテナがループアンテナとその一辺に隣接して設けられた無給素子を備えている、ＧＰＳアンテナと地デジアンテナとが統合されているものが知られている(例えば特許文献３参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００２−２６６３８号公報
【特許文献２】ＷＯ０３／１０５２７８号公報
【特許文献３】特開２０１０−２８３８５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１に記載のアンテナ装置においては、平面でアンテナを構成できる反面、アンテナ性能は低く、アンテナ性能を高めるためには、素子と所定の距離に反射素子を備える必要があり、アンテナ体積が増加する問題があった。
また、特許文献１および２に記載のアンテナ装置においては、ＧＰＳまたはＥＴＣなどの円偏波用のアンテナのみに対応するために、複数の無線通信方式に対応するためには別にアンテナが必要となり、アンテナ体積が増加する問題があった。
また、特許文献３に記載の構成では、ループ素子を線状素子で構成するために、地デジの広帯域（１３ｃｈ〜５２ｃｈ：４７３ＭＨｚ帯〜７０７ＭＨｚ帯）をカバーするのが困難であり、周波数帯によっては利得が低い場合があるという問題があった。
【０００８】
本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、厚さを必要とせず、さらには小さいアンテナ面積にて高いアンテナ性能を確保することができる円偏波用アンテナと広帯域な地デジ用アンテナとを統合させたアンテナ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のアンテナ装置は、同一の誘電体上に設けられた導電性の材料からなる第１から第４のアンテナ素子を備えているアンテナ装置において、前記第１、第２および第４のアンテナ素子はその端部に給電端子を備えており、前記第２のアンテナ素子は、前記第１のアンテナ素子よりも所定の長さだけ短く、前記第１のアンテナ素子の長手方向と直交して配置されており、前記第３のアンテナ素子は、第１のアンテナ素子および第２のアンテナ素子を囲むように、これらと所定の間隔を隔てて配置されたループ形状のものであり、前記第４のアンテナ素子は、前記第３のアンテナ素子の外周と所定の間隔を隔て、かつ、外周に沿って配置されており、前記第１のアンテナ素子と前記第２のアンテナ素子により構成される第１のアンテナが第１の周波数帯で動作し、前記第４のアンテナ素子により構成される第２のアンテナが第２の周波数帯で動作し、前記第３のアンテナ素子は、その内側の周囲長が前記第１の周波数帯の略２波長であり、外側の周囲長が前記第２の周波数帯の略１波長に形成されている構成を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、複数の無線通信方式に対応する統合アンテナであるため、小面積にてアンテナを構成することができ、さらに高利得および広帯域が実現できるため、高い受信感度性能を発揮することができる効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の基本構成を示す正面図
【図２】本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置を自動車のフロントガラスに搭載した場合の構成図
【図３】本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の円偏波用アンテナとして動作した場合のアンテナ電流分布を示す模式図
【図４】本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の円偏波用アンテナとして動作した場合の指向性利得の効果を示す特性図
【図５】本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の円偏波用アンテナとして動作した場合の指向性利得を示す特性図
【図６】本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の円偏波用アンテナとして動作した場合の軸比を示す特性図
【図７】本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の地デジ用アンテナとして動作した場合のＶＳＷＲを示す特性図
【図８】本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置のアンテナ素子の別の形状を示す正面図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１における円偏波用アンテナ装置について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施の形態１におけるアンテナ装置の基本構成図である。
なお、本実施の形態では、アンテナ装置の一例として、周波数１．５７５ＧＨｚ帯のＧＰＳアンテナと周波数４７３Ｍ〜７０７ＭＨｚ帯の地デジアンテナとを統合した統合アンテナとして本発明を実施する場合について説明する。
【００１３】
図１におけるアンテナ装置１０は、第１のアンテナ素子１１と、第２のアンテナ素子１２と、第３のアンテナ素子１５と、第４のアンテナ素子１６および第４のアンテナ素子１７とを有する。アンテナ装置１０は、例えば、図２の車両２０のフロントガラス２１の上辺に搭載され、給電部２３と接続される。この給電部２３が、同軸ケーブル２４を介して、ナビゲーション装置２２と接続される。
【００１４】
第１のアンテナ素子１１、第２のアンテナ素子１２、第３のアンテナ素子１５、第４のアンテナ素子１６および第４のアンテナ素子１７は、いずれも導電性の材料で形成されている。本実施の形態では、これらアンテナ素子は、例えば、光透過率８０％以上の透明導電材として説明する。
透明導電材は、例えば、厚さが１００μｍの透明フィルム基材上に、厚さが１０μｍの導電性の材料がメッシュ状に構成され、線幅が２０μｍ、線間隔が９００μｍで形成され、シート抵抗は０．１Ω／□以下で設定する。
【００１５】
第１のアンテナ素子１１は一端に給電端子１３を備えている。第２のアンテナ素子１２は一端に給電端子１４を備えている。給電端子１３と給電端子１４とは、第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２とが隣り合う側の端部に、所定の間隔で近接して配置されている。
【００１６】
第１のアンテナ素子１１は、Ｘ軸正方向（＋Ｘ軸方向）およびＹ軸正方向（＋Ｙ軸方向）に各等幅の矩形が伸長するＬ字構成である。そして、外形を構成する６つの辺のうちの最も長い辺、次に長い辺および給電端子１３が設けられている端部の辺が、Ｘ軸と平行になり、他の３辺がＹ軸と平行になるように配置されている。
第２のアンテナ素子１２は、Ｙ軸方向に伸長する矩形であり、その長手方向の２辺がＹ軸と平行するように配置されている。
上記のように、第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２とを配置することで、２つの素子の長辺（長手方向）が直交となるように構成される。したがって、第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２とでダイポールアンテナを形成し、このダイポールアンテナがＧＰＳアンテナ（第１のアンテナ）として動作する。
【００１７】
第３のアンテナ素子１５は、開口部を備えるループ形状である。図１に破線を用いて示したように、一部に切り欠き部が設けられている。この切り欠き部に、第１のアンテナ素子１１の給電端子１３が設けられている側の端部近傍、および第２のアンテナ素子１１の給電端子１４近傍が位置している。そして、第３のアンテナ素子１５は、第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２それぞれと、１辺が平行になるように、かつ、第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２と所定の間隔を隔てて、周囲を囲むように配置されている。これにより、第３のアンテナ素子１５が、第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２とで形成されたダイポールアンテナよりなるＧＰＳアンテナの無給電素子として動作し、かつ地デジ用アンテナとしても動作する。
【００１８】
第４のアンテナ素子１６はその一端に給電端子１８を備えている。第４のアンテナ素子１７はその一端に給電端子１９を備えている。給電端子１８と給電端子１９とは、第４のアンテナ素子１６と第４のアンテナ素子１７とが隣り合う側の端部に、所定の間隔で近接して配置されている。
【００１９】
第４のアンテナ素子１６は、Ｘ軸方向に伸長する矩形であり、その長手方向がＸ軸と平行するように配置されている。
第４のアンテナ素子１７は、Ｘ軸正方向（＋Ｘ軸方向）およびＹ軸負方向（−Ｙ軸方向）に各等幅の矩形が伸長するＬ字構成である。そして、外形を構成する６つの辺のうちのもっとも長い辺、次に長い辺および、給電端子１９が設けられている端部の辺が、Ｙ軸と平行になるように配置されている。
上記のように第４のアンテナ素子１６および第４のアンテナ素子１７を配置することで、２つの素子の長辺（長手方向）が直交となるように構成される。したがって、第４のアンテナ素子１６と第４のアンテナ素子１７とでダイポールアンテナを形成し、このダイポールアンテナが地デジ用アンテナ（第２のアンテナ）として動作する。
【００２０】
また、第１のアンテナ素子１１と、第２のアンテナ素子１２と、第３のアンテナ素子１５と、第４のアンテナ素子１６と、第４のアンテナ素子１７とは、＋Ｚ軸方向（図１の紙面手前側）からみた場合、相互に重なりがないように配置されている。そして、第１のアンテナ素子１１および第２のアンテナ素子１２は、第３のアンテナ素子１５およびその切り欠き部より形成される内側の矩形である開口面の内部に配置されている。第４のアンテナ素子１６および第４のアンテナ素子１７は、第３のアンテナ素子１５およびその切り欠きより形成される外側の矩形の外部に配置されている。かつ、それぞれの素子はＺ軸に対し同一面（図１ではＸＹ平面）に配置される。
【００２１】
第１のアンテナ素子１１の素子長Ｌ１すなわちＸ軸に平行な辺のうち最も長い辺とＹ軸に平行な辺のうち最も長い辺の長さの和は、動作周波数の略半波長である。ここで、略半波長とは、動作周波数の波長の０．３５波長〜０．５５波長の範囲内のことをいう。本実施形態では、ＧＰＳ帯の動作周波数の波長に対し、上記範囲内となる素子長Ｌ１とする。
【００２２】
第２のアンテナ素子１２の素子長Ｌ２すなわち長手方向の長さ（図１ではＹ軸方向）は、第１のアンテナ素子１１の素子長Ｌ１に対して所定の長さだけ短く構成されている。図１に示した素子長Ｌ２は、素子長Ｌ１の略９０％である。つまり、第１のアンテナ素子１１の素子長Ｌ１は、第２のアンテナ素子１２の素子長Ｌ２よりも長い。また、第１のアンテナ素子１１と第３のアンテナ素子１５の距離および第２のアンテナ素子１２と第３のアンテナ素子１５の距離は、いずれも同じＤ１である。この距離Ｄ１は、例えば、ＧＰＳ帯の動作周波数の波長に対し、略１／２５であり、第３のアンテナ素子１５は、第１のアンテナ素子１１および第２のアンテナ素子１２に近接して配置されている。なお、上記距離Ｄ１とは、各素子の隣接する辺の間の距離をいう。
【００２３】
第３のアンテナ素子１５の開口面長Ｃ１は、ＧＰＳ帯の動作周波数の波長に対し、略２波長である。ここで、開口面長Ｃ１を略２波長とすることにより、第３のアンテナ素子１５により第１のアンテナの利得を向上することができるという機能を奏することができる。開口面長Ｃ１は、第３のアンテナ素子１５がこのような機能を奏する範囲とすればよいが、具体的には、動作周波数の波長の１．５波長〜２．５波長程度にすればよい。また、開口面長Ｃ１とは、第３のアンテナ素子１５の切り欠き部を含まない、端から端までの内側の長さすなわち内側の辺の長さの和をいう。
【００２４】
第４のアンテナ素子１６の素子長Ｌ３すなわち長手方向の長さ（図１ではＸ軸方向）と、第４のアンテナ素子１７の素子長Ｌ４すなわちＸ軸に平行な辺のうち最も長い辺とＹ軸に平行な辺のうち最も長い辺の長さの和は、例えば、地デジ帯の動作周波数の波長に対し、略１／４波長である。また、第４のアンテナ素子１６と第３のアンテナ素子１５の距離および第４のアンテナ素子１７と第３のアンテナ素子１５の距離は、いずれもＤ２である。この距離Ｄ２は、例えば、地デジ帯の動作周波数の波長に対し、略１／１５０であり、第３のアンテナ素子１５は、第４のアンテナ素子１６、１７に近接して配置されている。なお、上記距離Ｄ２とは、各素子の隣接する辺の間の距離をいう。
【００２５】
第３のアンテナ素子１５の外周長Ｃ２は、地デジ帯の動作周波数の高い周波数帯の波長に対し、略１波長である。ここで、外周長Ｃ２を略１波長とすることにより、第３のアンテナ素子１５が地デジ帯の高い周波数帯でのアンテナ素子として動作し、第２のアンテナの周波数帯域幅を拡大することができるという機能を奏することができる。外周長Ｃ２は、第３のアンテナ素子１５がこのような機能を奏する範囲とすればよいが、具体的には、動作周波数の波長の０．７波長〜１．２波長程度にすればよい。また、外周長Ｃ２とは、第３のアンテナ素子１５の切り欠き部を含まない、端から端までの外側の長さすなわち外側の辺の長さの和をいう。
【００２６】
アンテナ装置１０は、例えば誘電率７のフロントガラス２１上に配置されているために波長短縮され、例えば、Ｌ１の長さは５１ｍｍ、Ｌ２の長さは４８ｍｍ、Ｌ３およびＬ４の長さは１１０ｍｍ、Ｃ１の長さは２１０ｍｍ、Ｃ２の長さは２６０ｍｍ、Ｄ１およびＤ２の間隔は４ｍｍとなる。
上記の長さで構成されたアンテナ装置１０の特性は図４〜図７に示した通りである。各特性については、各図を参酌しつつ後に説明する。
【００２７】
以上のように構成されたアンテナ装置１０について、以下にその動作を説明する。
図１に示すように、第１のアンテナ素子１１素子長Ｌ１は、第２のアンテナ素子１２の素子長Ｌ２よりも長い。このため、アンテナ装置１０において、第１のアンテナ素子１１の給電端子１３と第２のアンテナ素子１２の給電端子１４に給電された場合、ＧＰＳ帯の動作周波数に対する周期をＴとすると、Ｔ＝０におけるアンテナ電流は、第１のアンテナ素子１１上を−Ｘ軸方向に分布する。Ｔ＝１／４のとき、アンテナ電流は、第２のアンテナ素子１２上を−Ｙ軸方向に分布する。Ｔ＝１／２のとき、アンテナ電流は、第１のアンテナ素子１１上を＋Ｘ軸方向に分布する。つまり、時間の経過と共に、第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２上に分布するアンテナ電流は、＋Ｚ軸方向に向かって周期をＴとし、右回りに分布することになる。このとき、第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２とで構成されるＧＰＳアンテナは、右旋円偏波の特性を有することとなる。ＧＰＳ衛星から放射される電波も右旋円偏波特性を有するため、結果、ＧＰＳ衛星からの電波を良好に受信できるようになる。
【００２８】
第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２に給電されたとき、近接して配置される第３のアンテナ素子１５にもアンテナ電流が分布する。このとき、ある時間におけるアンテナ装置１０に分布するアンテナ電流は図３のようになる。なお、図１と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
【００２９】
図３は本実施の形態におけるアンテナ装置のアンテナ電流分布を示す模式図である。上述したとおり、第３のアンテナ素子１５の開口面長Ｃ１は、ＧＰＳ帯の波長に対し２波長の長さであり、第３のアンテナ素子１５の開口部を構成する４つの辺の長さは、それぞれＧＰＳ帯の波長の略１／２波長となる。このため、例えば、第１のアンテナ素子１１に＋Ｘ軸方向にアンテナ電流３０が分布した場合、第３のアンテナ素子１５の各辺には、アンテナ電流３１〜３４が矢印の方向に分布する。このとき、アンテナ電流３０とアンテナ電流３３は同一方向に分布し、かつ、第２のアンテナ素子１２とアンテナ電流３３が流れる第３のアンテナ素子１５の辺との距離Ｄ３は略１／２波長となるため、アレー効果によりＹ軸方向の放射を抑え、Ｚ軸方向の放射が強くなる。
【００３０】
また、第２のアンテナ素子１２にアンテナ電流３０が分布した場合も図３と同様である。この場合は、第２のアンテナ素子１２との距離が略１／２波長となる第３のアンテナ素子１５の辺に流れるアンテナ電流３２が同一方向に分布し、アレー効果によりＸ軸方向の放射を抑え、Ｚ軸方向の放射が強くなる。
【００３１】
図４（ａ）は、第３のアンテナ素子１５の有無によるアンテナ装置１０の垂直面（ＸＺ面）の仰角θに対する右旋円偏波利得を示した図であり、図４（ｂ）は、座標系を示した図である。
図４（ａ）において、破線で示した指向性パターン４０は、第３のアンテナ素子１５が無い場合、つまりは、第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２で構成されるＧＰＳアンテナ（第１のアンテナ）の右旋円偏波利得を示す。実線で示した指向性パターン４１は、アンテナ装置１０の右旋円偏波利得を示す。このとき、指向性パターン４１は、仰角θが−３０〜１１０度の範囲で指向性パターン４０に対し右旋円偏波利得が向上し、仰角０度（＋Ｚ軸方向、アンテナ正面方向）で＋２ｄＢ利得が向上し、＋４．０ｄＢｉを得ることができる。
【００３２】
図５（ａ）は、アンテナ装置１０の垂直面（ＸＺ面）の仰角θに対する右旋円偏波利得および左旋円偏波利得を示した図であり、図５（ｂ）は、座標系を示した図である。なお、図４と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
破線で示した指向性パターン５１は、左旋円偏波利得を示している。図５（ｂ）に示したように、指向性パターン５１において最大の利得となる仰角θが、右旋円偏波利得を示す実線で示した指向性パターン４１と１８０度異なっている。このように本実施形態のアンテナ装置１０によって良好な円偏波特性が得られている。
【００３３】
図６（ａ）は、アンテナ装置１０の垂直面（ＸＺ面）の仰角θに対する軸比を示した図であり、図６（ｂ）は、座標系を示した図である。図６（ａ）の軸比は、電界の最大と最小の比であり、この比が小さいほど円偏波に近くなり、大きいほど長軸と短軸との比が大きい楕円偏波となる。
図６（ａ）に示すように、軸比においても仰角θが０度において、１ｄＢ以下となり良好な円偏波特性が得られている。
【００３４】
よって、アンテナ装置１０を図２に示すように、車両２０の内側からフロントガラス２１に貼付する場合は、フロントガラス２１に対して直交した方向に右旋円偏波が最大利得となるようにすることができる。このため、アンテナ指向性をＧＰＳ衛星の方向に向けることができる。また、フロントガラス２１に貼付可能な平面構成で、かつ、アンテナ面積を小さくすることができ、高い右旋円偏波利得を有するアンテナを実現することができる。
【００３５】
次に、図１を参酌して上記説明したとおり、第４のアンテナ素子１６および第４のアンテナ素子１７の素子長Ｌ３およびＬ４は、地デジ周波数帯の低い周波数帯の波長に対して、各１／４波長に設定されている。このため、第４のアンテナ素子１６の給電端子１８と第４のアンテナ素子１７の給電素子１９に給電する場合、半波長ダイポールアンテナとして動作する。
【００３６】
このとき、第３のアンテナ素子１５は、第４のアンテナ素子１６および第４のアンテナ素子１７に近接して配置されるために、これらと電磁界的に結合される。、さらに、第３のアンテナ素子１５は、その外周長Ｃ２を地デジ周波数帯の高い周波数帯の波長に対して、略１波長に設定しているために、無給電の放射素子として動作する。上述した作用により、図７に示すように、２つの共振が発生し、地デジの帯域内においてＶＳＷＲ＜３とすることができ、地デジ帯域で高い放射特性を確保できる。
【００３７】
以上のように本実施の形態によれば、平面で構成可能なＬ字形状のＧＰＳアンテナの周囲にＧＰＳアンテナとは電気的に接続しない開口面がＧＰＳ帯の波長に対し略２波長のループ形状の素子を備えることにより、ループ形状の素子に流れるＧＰＳのアンテナ電流を利用したアレー効果により、高利得のＧＰＳアンテナを実現することができる。
また、ループ形状の素子の外周を地デジ帯の高い周波数帯の波長に対し略１波長とし、その外周を囲むように近接して、地デジ帯の低い周波数帯の波長に対して１／４波長とするＬ字型の２素子のアンテナを備えることにより、Ｌ字ダイポールアンテナに電磁結合したループ形状の素子に地デジのアンテナ電流を分布させることで広帯域化を実現し、広帯域かつ高利得の地デジアンテナを実現することができる。
【００３８】
すなわち、ループ形状素子の開口する素子長と外周の素子長を調整することにより、１つの無給電素子によりＧＰＳ帯では高利得化、地デジ帯では広帯域化を実現することで、小型で利得が高い通信を行うことができる複数の通信システムに対応したアンテナが実現できる。
【００３９】
なお、本実施の形態では、第１のアンテナ素子１１と第２のアンテナ素子１２から構成される第１のアンテナとしてのダイポールアンテナをＧＰＳ用のアンテナとして説明したが、円偏波特性が必要なＥＴＣ用、ＤＳＲＣ用であっても、同様な効果が得られる。
【００４０】
本実施の形態では、第４のアンテナ素子１６および第４のアンテナ素子１７により構成される第２のアンテナを地デジ用のＬ字型ダイポールアンテナとして説明した。しかしアンテナ素子の形状はこれに限られるものではない。
図８は、本発明の実施の形態１のアンテナ装置におけるアンテナ素子の別の形状を示す正面図である。例えば、地デジ用のアンテナ素子を同図に示すように構成することもできる。図８に示すアンテナ素子を備えたアンテナ装置８０によっても、アンテナ装置１０とほぼ同様な効果が得られる。
【００４１】
アンテナ装置８０は、アンテナ装置１０の第４のアンテナ素子１６および第４のアンテナ素子１７の代わりに、第４のアンテナ素子８１を備えている。第４のアンテナ素子８１は、第４のアンテナ素子１６および第４のアンテナ素子１７のように、その素子長が地デジ周波数帯の動作周波数の波長の略１／４の長さの２つのアンテナ素子が直交して配置された構成ではなく、その一部が削除された切り欠き部を備えたループ形状であり、第３のアンテナ素子１５を囲むように配置されている。そして、その端から端までの外側の辺の長さの和Ｌ５が地デジ周波数帯に対して略一波長となるように形成されている。このため、その両端に備えられている第４のアンテナ素子８１の給電端子８２と８３との間に給電することにより、アンテナ装置１０とほぼ同様な効果が得られる。
【００４２】
また、本実施の形態では、第３のアンテナ素子１５と第４のアンテナ素子１６および第４のアンテナ素子１７で構成するアンテナを地デジ用として説明した。しかし、これによらず、第３のアンテナ素子１６および第４のアンテナ素子１７の素子長をセルラー用の２ＧＨｚ帯の１／４波長、第３のアンテナ素子１５の外周をセルラー用の８００ＭＨｚ帯で１波長となるように設定すれば、ＧＰＳ帯とセルラー帯との統合アンテナとして動作する。
【００４３】
また、本実施の形態では、第１のアンテナ素子１１の給電端子１３と第２のアンテナ素子１２の給電端子１４と第４のアンテナ素子１６の給電端子１８と第４のアンテナ素子１７の給電端子１９とを別々に構成した例について示した。しかし、第１のアンテナ素子１１の給電端子１３と第４のアンテナ素子１６の給電端子１８とを電気的に接続しても、アンテナ装置１０と同様な効果が得られる。
【００４４】
また、本実施の形態では、透明導電材をメッシュ構成として説明したが、これによらず、シート抵抗０．１Ω／□以下であり、光透過率が８０％以上の透明導電材であれば、同様な効果が得られる。光透過率は、ヘイズメータを用いて、ＪＩＳ−Ｋ−７１０５、ＪＩＳ−Ｋ−７３６１に準じた方法により測定した全光線透過率をいう。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明のアンテナ装置は、複数の無線通信方式に対応する統合アンテナであるため、小面積にてアンテナを構成することができ、さらに高利得および広帯域が実現できるため、高い受信感度性能を発揮することができる効果を有し、例えば車両用フロントガラスに搭載するアンテナ装置などに有用である。
【符号の説明】
【００４６】
１０、８０  アンテナ装置
１１  第１のアンテナ素子
１２  第２のアンテナ素子
１３、１４  給電端子
１５  第３のアンテナ素子
１６、１７  第４のアンテナ素子
１８、１９  給電端子
２０  車両
２１  フロントガラス
２２  ナビゲーション装置
２３  給電部
２４  同軸ケーブル
３０  第１のアンテナ素子上のアンテナ電流
３１、３２、３３、３４  無給電素子上のアンテナ電流
４０、４１、５１  指向性パターン
８１  第４のアンテナ素子
８２、８３  給電端子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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